經濟社會關鍵要素發展趨勢和峰值研判,是決定經濟發展路徑、社會治理模式和國家安全保障的重要課題。我國2011年出現的勞動力規模達峰、2022年出現的人口達峰和2030年將要出現的碳達峰,均對中國經濟社會系統產生了深刻影響。水資源是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源,是人類生存、經濟發展和社會進步的重要物質基礎,對我國用水達峰問題進行科學研判,關系到國家水資源宏觀管理決策以及重大水利工程規劃布局。
近日,姜富華、邢智慧在《中咨研究》發表了《做好新時期水資源需求的研判》一文,通過分析我國用水演變過程,預測未來人口、工業、農業發展趨勢,梳理其他國家用水量與人口、GDP的脫鉤關系,提出我國生產、生活用水量已經達峰,未來新鮮水使用量總體不會增加的論斷。綜合分析我國供用水態勢,筆者認為目前我國水安全保障的壓力仍然較大,水供給標準仍有一定提升空間,未來用水演變態勢也仍然存在一定不確定性,現階段就提出我國用水已經達峰的結論有待商榷,故提出以下見解認識,以作探討。
對我國用水演變的認識
用水與需水的關系
用水量不同于需水量。經濟社會需水量是指區域滿足正常合理消費水平、維持經濟社會可持續發展和生態環境健康穩定所需要的理想水量規模,而用水量則是指區域經濟社會和生態環境實際使用的水量規模,不僅與需求有關,還受到區域水資源條件、工程保障能力、政策調控力度等多種因素影響,是現狀條件下用水情況的現實反映。對于很多國家和地區,經濟社會發展仍處在較低水平,但水資源條件限制使其用水規模無法滿足合理需求,導致正常的發展路徑被破壞。需水和用水的差值可以認為是缺水,缺水特征包括對經濟社會發展和生態保護修復造成較大破壞的剛性缺水,以及缺水影響較為輕微、在一定條件下可以接受的彈性缺水。
▲需水量與用水量的關系
應對缺水問題的路徑選擇會對區域用水態勢產生直接影響。面臨剛性缺水的地區,實踐過程中往往會通過擠占河湖生態用水、超采地下水或外流域調水的方式解決剛性缺水問題,這會導致用水規模增加。面臨彈性缺水的地區,若采用增加供水能力等“強載”的方式緩解缺水,用水規模則會增加;若采用壓縮高耗水產業規模、增加虛擬水進口等“卸荷”的方式,用水規模則會下降。整體來看,需水規模、用水條件、缺水特征可看作是決定區域用水峰值的三大邊界條件,若只從經濟社會發展水平、人口規模、節水效率等用水相關驅動要素開展分析,忽視區域對水的需求以及對缺水的耐受程度,可能會導致對用水態勢的誤判。
“無水可用”可能是導致北方地區用水增幅下降的重要原因
北方地區是我國水資源供需矛盾最突出、水問題最嚴重的區域,近年來北方地區用水增幅有所下降,節水效率提升是一個重要因素,但“無水可用”可能也是一個不可忽視的原因。以黃河流域為例,20世紀80—90年代是黃河干流斷流最嚴重的時期,平均“四年三斷流”,2000年以來黃河干流連續20多年不斷流,缺水態勢似乎有所好轉,但實際情況可能與表象并不相符。以黃河開始不斷流的2000年為分界點,從供給側來看,黃河流域水資源量這些年加速衰減,多年平均天然年徑流量從1919—1975年的580億m3,下降到1956—2000年的535億m3。根據《黃河流域水文設計成果修訂》,2000—2017年平均天然年徑流量進一步下降到459億m3。從需求側看,隨著經濟社會發展水平不斷提升,流域用水需求并未下降,1990—1999年流域年均耗水量為282億m3,2000—2017年流域年均耗水量增加到300億m3,增幅超過6%。在需求有所增加而供給大幅度減少的背景下,流域必然會朝著無水可用的方向發展。黃河干流后來之所以能夠不斷流,只是通過嚴格的科學管控,將矛盾的表象由顯性轉為隱性、由干流集中體現轉變為流域均勻體現。再以天津市為例,在南水北調中線工程通水前的2013年(常住人口為1410萬人),天津市年生活用水量為5億m3;南水北調中線工程通水后,天津市供水壓力得到一定程度緩解,2017年在常住人口規模同樣為1410萬人情況下,年生活用水量增加至6.1億m3,這同樣說明供給的“天花板”約束是導致2013年之前天津用水未顯著增長的重要原因。因此,僅僅關注用水規模下降表象而不考慮其深層次原因,很難科學判斷未來用水演變態勢。
影響用水態勢的其他潛在因素
除了正常用水需求無法得到有效滿足,導致用水量始終維持在較低水平外,統計數據調整、用水計量誤差、國際貿易環境變化也是影響我國用水態勢的潛在要素。
用水統計可能存在導向性調整
為保障我國水資源可持續利用,2012年國家建立最嚴格水資源管理制度,明確了各地區用水控制紅線。最嚴格水資源管理制度是中央統籌規范督查檢查考核工作以來水利部保留的唯一考核事項,這樣的管理制度一方面大幅度提升了各地區用水效率,促進全社會有效建立了用水剛性約束機制;另一方面也導致部分地區以用水總量為控制標準,導向性調整統計數據。以農業用水為例,農業是我國監測計量較為薄弱的用水戶,也是用水統計誤差的主要來源。按照農業需水機理,區域農業用水量與區域降水規模存在負相關關系,降水規模越大則農業用水量越少。但根據2013年以來我國某農業大省的農業用水統計數據,農業用水規模與降水量并未表現出明顯關聯,這也從側面印證了我國農業用水統計可能存在一定誤差。此外,用水統計口徑變化導致的數據差異,也在一定程度上造成用水總量的一致性受到影響。
▲某省份農業用水與降水關系
用水計量可能存在系統性誤差
用水計量是實現水資源高效開發利用的基礎,現階段我國生活用水和工業用水計量系統較為完善,但農業用水和生態用水計量受多種因素影響仍存在較大誤差。以地下水計量為例,目前地下水用水量測算普遍采用定額、電折水系數、電耗水量等間接方式獲取,極易受到人為因素干擾。姚麗利等利用模擬模型與地下水監測數據對北京市地下水開采量進行了反演,認為2012—2014年北京市年平均地下水開采量應為22.8億m3,該數據比公報數據擴大了14%。
國際貿易環境不確定性應予以考慮
我國用水規模與國際貿易格局也有著直接聯系。過去數十年國際貿易格局基本穩定有序,我國可以通過充分進口高耗水產品來減緩自身用水壓力。但近年來受新冠疫情、國際環境動蕩等因素影響,我國對外貿易出現“黑天鵝”“灰犀?!笔录母怕拭黠@增加,決定我國用水規模的外部控制邊界開始出現顯著的不確定性。2022年我國小麥、大豆、原油等高耗水產品的進口規模分別占當年國內生產總量的7%、491%、258%,如果無法通過進口滿足這些高耗水產品的需求,我國用水規模無疑將顯著增加。
發達國家用水過程的啟示
分析發達國家用水演變過程對科學認識我國用水規律具有指導借鑒意義。對已經出現過用水拐點的發達國家進行統計分析,發現20世紀80—90年代是發達國家用水總量達到峰值的集中時期。但達到第一個用水拐點后,不同國家的用水過程具有明顯差異,首次出現用水拐點并不意味著未來用水一定下降。整體來看,發達國家出現首個用水拐點后表現出三種演變態勢:
①澳大利亞、加拿大、法國、德國等國家實現用水達峰后,用水規模迅速下降,呈現出明顯的“倒V形”特征。1995年澳大利亞達到用水峰值241億m3,隨后的1996年和1997年,年用水量分別快速下降到231億m3和221億m3。
②美國、挪威、日本和韓國在達到用水峰值后,經歷了較長的平臺期,這期間用水規模相對穩定。以美國為例,在1980年用水達峰后,年用水總量連續20余年在5500億~5800億m3波動,直至2007以年后,用水總量才開始出現較明顯下降。
③丹麥、荷蘭、愛爾蘭和意大利在達到第一個用水拐點后,用水量有所減少,但之后又表現出了較為明顯的波動性變化。例如愛爾蘭在1994年第一次達到用水拐點(12億m3),隨后10年用水量開始不斷下降,但2007年以來愛爾蘭用水量開始持續增加,目前年用水總量已達到14億m3,顯著高于首次拐點規模。
▲部分發達國家用水演變歷程
因此,即便我國第一次用水拐點已經出現,也不能放松對供水保障的高度重視,仍需在提高水資源節約集約利用效率、強化水資源合理配置、加大非常規水利用、提升管理水平的基礎上,加強供水保障的彈性和韌性。
我國未來需水態勢研判
基于我國經濟社會發展特征、用水演變規律及發展目標要求,本文對各行業未來一個時期用水態勢進行分析研判。經分析,筆者認為《做好新時期水資源需求的研判》一文中對于我國農業、工業用水總體不會大幅度增加的判斷符合未來演變態勢,但生活用水、人均環境用水和生態用水未來存在增加的可能。
農業用水受制于水土資源空間分異,預計不會明顯增加
水土資源空間不匹配是我國農業生產的基本特征。我國北方地區水資源量僅占全國的20%,但耕地面積和產量占比均達到60%,盡管近年來我國農業生產重心持續向北方偏移,但受制于水資源條件,預計未來北方農業用水增量將較為有限;而南方由于耕地面積、農業機械便利性等條件限制,農業用水也不會大幅度增加。此外,農業節水技術的大規模推廣使用也會對農業用水增長起到限制作用。需要注意的是,隨著我國食物消費的不斷升級,我國糧食安全由國內、國際兩個市場共同保障的特性已十分明顯,且部分農產品主要依賴國外進口??紤]到近年來國際食物貿易的不穩定性明顯增加,國家制定相關用水政策時,需對突發事件導致的農業用水快速增加予以充分考慮。
工業用水預計總量穩定,但空間差異將更加突出
擁有全部工業門類,以實體經濟為基礎實現國家高質量發展,是我國與主要發達國家發展路徑的重大區別,這種發展模式意味著我們必須保障工業用水的長期有效供給。目前我國不同地區工業化進程存在顯著差異,這將導致工業用水產生較大的空間分異。東部地區現階段已經總體進入工業化后半階段,工業結構主要以高新技術產業和高端制造業為主,伴隨著產業結構的進一步優化,未來用水需求可能會持續減弱;中、西部地區工業化進程尚未完成,且以能源、化工為代表的重工業仍處于快速發展階段,未來工業用水需求還會快速增加,但考慮到中、西部地區較高的工業用水效率及水資源供給約束,實際用水規模預計不會有大幅度上漲。
生活用水預計持續增長,且用水增量進一步向城市轉移
人口規模和人均生活水平是決定生活用水量的兩大關鍵要素,目前我國人口已經進入負增長階段,在較長時期內人口規模不斷減少的趨勢難以轉變;但與此同時,我國城鄉居民的人均用水水平也在不斷提升。根據《人口與勞動綠皮書:中國人口與勞動問題報告》,我國城鎮化率將由2020年的63.9%增加到2035年的75%~80%,約有2億人在此期間從農村轉移至城鎮。參考He和Shi等的研究成果,城鎮化率每增加1%,我國城鎮生活用水量將增加16.7億m3;人均可支配收入每增加1倍,居民家庭生活用水量增加6.4%。在我國城鎮化和經濟仍不斷發展的大背景下,預計我國生活用水量在較長一個時期內還將持續增長。
城鄉人居環境用水需求強烈,但用水增量將受制于水源供給條件
近年來我國城鄉人居環境保障力度不斷升級,“美麗中國”被納入社會主義現代化強國目標,“人與自然和諧共生”被納入新時代堅持和發展中國特色社會主義基本方略。充足的人居環境用水是優質生態產品供給的基本前提,目前我國人均環境用水定額僅20.5L/(人·日),與歐美發達國家相比存在較大差距,預計隨著節水效率提升、再生水回用規模擴大等因素影響,我國城鄉人均環境用水規模會有一定程度增加,但增長幅度將受到水資源供給條件等因素影響。
河湖生態用水約束顯著,生態恢復目標將決定用水增量
河湖生態用水能否充足有效保障,是影響經濟社會用水規模的前置性條件。參考《調水工程“十四五”專項規劃》評價成果,我國生態用水缺口主要集中在黃河、淮河、海河和西北諸河片等北方地區,目前北方地區擠占生態水量超過110億m3,地下水超采量接近200億m3,地下水累計超采量超過1800億m3,生態用水約束嚴重。根據我國實際情況,預計生態用水增量需求會受到不同生態恢復目標的直接影響:若將滿足現狀生態缺水作為保障目標,北方地區生態用水增量預計會出現一定程度增加;若以補償生態水量欠賬為目標,生態用水增幅則會顯著上漲。
從三方面發力,做好需水態勢研判
盡管現階段就提出我國生產、生活用水量已經達峰的結論還為時尚早,但筆者非常贊同《做好新時期水資源需求的研判》一文提出的“科學研判水資源供求趨勢,精準精確做好需水預測”觀點,建議從扎實做好需水規律研究、完善用水監測計量、開展不確定性應對三方面發力,精準精確做好需水預測。
加強規律研究,做實做準需水預測
對用水變化規律的科學認知是開展需水預測的前提。我國水利相關規劃需水預測結果普遍偏大,其中一個重要原因是沒有把握好經濟發展與用水之間的關系。面對我國人口總量下降、城鎮化率增速放緩、經濟從高速增長向高質量轉變的重大變化,以往的用水規律已經難以指導未來的需水預測。因此,需要堅持系統觀念,深入分析人口、城鎮化、農業、工業、服務業等用水相關要素的演變規律,研判把握水資源長遠供求趨勢、區域分布、結構特征,做實做準需水預測。
完善用水監測計量,算準“供用水賬”
由于統計口徑變化、數據修正等原因,我國用水統計量與實際量存在一定程度誤差,造成實際用水規模不清、真實用水變化不明等問題。需進一步完善用水監測計量,算清農業等用水大戶“供用水賬”。此外,我國取用水監測計量主要以傳統的地面監測計量為主,雖然精度較高,但一定程度存在前期建設成本大、后期運行維護困難等問題,可將傳統監測手段與衛星遙感等現代測量技術、大數據等現代信息技術相結合,提升用水監測精度。
應對不確定性,做好前瞻布局
當今世界正經歷百年未有之大變局,不確定性因素日益增多,這要求我國必須在一個更加不穩定、不確定的國際環境中謀求發展。水是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源,水安全與社會安全、經濟安全、糧食安全、能源安全等密切相關。當前,我國部分高耗水產品嚴重依靠進口,面對不斷變化的國際環境,需要提前謀劃、科學論證供水格局,留夠“安全冗余”,為新時期國家現代化建設與高質量發展提供更加有力的水安全保障。
來源:中國水利雜志微信公眾號